北伐时期，因为奉系军阀首领张作霖拒绝给予日本人利益，1928年6月4日凌晨5点30分，张作霖乘坐的专列经过皇姑屯火车站以东时，火车被日本关东军预埋炸药炸毁，张作霖被炸成重伤，送回沈阳后，于当日死去。皇姑屯爆炸案以后，由于害怕事件外泄，日本关东军紧急筹备把参与爆炸的人掉回日本。为了将日本人的阴谋公之于众，中共地下党员展开了一场秘密行动。与此同时，张少帅就任东北总司令，对外宣布彻查皇姑屯爆炸案始末。

　　中共地下党员高寒(于晓光 饰)乘坐黄包车，前往白露饭店会见同是地下党员的江叔良。两人的会面极其重要，关系着一项绝秘任务的成败。江叔良出发之前把情报写在烟纸上，卷成土烟携带在身上。其女姚珂(刘晓洁 饰)正在日本人经营的俱乐部应付福田课长，此人参与了皇姑屯爆炸案。

　　江叔良抵达白露饭店，坐在靠窗的位置等待高寒出现。姚珂惦记着父亲江叔良去白露饭店执行任务，心神不安几次借故想走，却被福田再三挽留。福田对姚珂举止亲呢，毫无防备泄露了池田去白露饭店捉拿共党的机秘信息。姚珂吃了一惊借故脱身，打了一个电话到白露饭店，接电话的是店小二，姚珂谎称想找一个叫池田的人。店小二信以为真放下电话听筒，对着所有客人高声呼喊池田。数名日本特工神色警惕看向店小二。坐在靠窗位置的江叔良会过意来，不慌不忙拿出写了情报的卷烟吸完。

　　高寒站在楼下等待江叔良，饭店里面的日本特工拘捕了江叔良，双方在饭店发生冲突，江叔良逃出饭店被池田当场击毙。姚珂随后而至，悲痛欲绝被高寒拖走，两人逃到仓库里面避雨，姚珂决定代替父亲与日本人继续斗争到底。

　　高寒深夜与四个伙伴前往福田办公处夺取战略布防图。他的四个伙伴个个身份显赫，分别是上海某实业公司的继承人沈文杰(谢孟伟 饰)；上海京剧名角林天正；书香门第遗孤田呱呱；上海复旦大学毕业生许松。

　　福田怀疑姚珂泄露了日方抓捕地下党员的行动，暗命手下将姚珂押至林中处决。姚珂大难不死获同伴搭救，高寒五人潜入福田办公处，绑架了福田，与随后而至的池田发生激烈枪战。